(57)【要約】【課題】半導体構造物の表面を処理する方法及びこれを利用して半導体キャパシタを製造する方法を提供する。【解決手段】半導体構造物の処理方法では、シリンダータイプの下部電極のように、幅に対して高さが高い縦横比を有しながら、互いに隣接するように配置されるパターンを含む半導体構造物を洗浄する時、水に対して表面張力が小さい溶液を使用する。そして、イソプロピルアルコールの蒸気雰囲気で前記半導体構造物を乾燥させる。これにより、前記パターンの間に前記溶液が接触して表面張力が作用しても、前記パターンは殆ど曲がらない。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
パターンを有する半導体構造物を水に対して表面張力が小さい溶液を使用して洗浄する段階と、
アルコールの蒸気雰囲気で前記半導体構造物を乾燥させる段階と、
を含むことを特徴とする半導体構造物の処理方法。
【請求項２】
前記パターンは、幅に対して高さが高い縦横比を有し、互いに隣接するように配置されることを特徴とする請求項１記載の半導体構造物の処理方法。
【請求項３】
前記半導体構造物は、シリンダータイプの下部電極を有することを特徴とする請求項１記載の半導体構造物の処理方法。
【請求項４】
前記半導体構造物を洗浄する段階では、前記溶液を収容したバスに前記半導体構造物を浸漬することを特徴とする請求項１記載の半導体構造物の処理方法。
【請求項５】
前記バスに収容された溶液は、常温から前記溶液の沸点未満の温度間を維持することを特徴とする請求項４記載の半導体構造物の処理方法。
【請求項６】
前記溶液は、イソプロピルアルコール、エタノール、水で希釈したイソプロピルアルコール、及び水で希釈したエタノールからなる群から選択されるいずれか一つを含むことを特徴とする請求項１記載の半導体構造物の処理方法。
【請求項７】
前記半導体構造物を乾燥させる段階では、イソプロピルアルコールを気化させて組成したイソプロピルアルコールの蒸気が充分に満たされたチャンバーに前記半導体構造物を投入することを特徴とする請求項１記載の半導体構造物の処理方法。
【請求項８】
前記イソプロピルアルコールを２００〜２５０℃の温度で気化させることを特徴とする請求項７記載の半導体構造物の処理方法。
【請求項９】
前記半導体構造物を洗浄する段階の前に、
水を使用して前記半導体構造物を前洗浄する段階を更に含むことを特徴とする請求項１記載の半導体構造物の処理方法。
【請求項１０】
前記半導体構造物を前洗浄する段階では、下部から上部にオーバーフローする水を収容するバスに前記半導体構造物を浸漬することを特徴とする請求項９記載の半導体構造物の処理方法。
【請求項１１】
半導体基板上に開口部を有するモールド膜を形成する段階と、
前記開口部の側壁及び底面、並びに前記モールド膜の上部表面に下部電極用薄膜を連続的に形成する段階と、
前記下部電極用薄膜が形成された結果物の上に犠牲膜を形成する段階と、
前記モールド膜の上部に形成された犠牲膜及び下部電極用薄膜を順次に除去して前記下部電極用薄膜のノードを分離させる段階と、
前記下部電極用薄膜のノードを分離させることにより、前記半導体基板上に残留するモールド膜及び犠牲膜を除去し、前記ノードが分離された下部電極用薄膜をシリンダータイプの下部電極に形成する段階と、
前記下部電極を有する半導体基板を水に対して表面張力が小さい溶液を使用して洗浄する段階と、
前記下部電極を有する半導体基板をイソプロピルアルコールの蒸気雰囲気で乾燥させる段階と、
下部電極上に誘電膜及び上部電極を順次に形成する段階と、
を含むことを特徴とする半導体キャパシタの製造方法。
【請求項１２】
前記モールド膜及び前記犠牲膜が酸化物を含む時、
前記下部電極を形成する段階において、前記半導体基板上に残留するモールド膜及び犠牲膜をＮＨ4Ｆ、ＨＦ及び水を含むＬＡＬ溶液を使用して共に除去することを特徴とする請求項１１記載の半導体キャパシタの製造方法。
【請求項１３】
前記モールド膜が酸化物を含み、前記犠牲膜がフォトレジスト組成物を含む時、
前記下部電極を形成する段階において、前記半導体基板上に残留する犠牲膜を酸素プラズマを使用して除去し、前記半導体基板上に残留するモールド膜をＮＨ4Ｆ、ＨＦ及び水を含むＬＡＬ溶液を使用して除去することを特徴とする請求項１１記載の半導体キャパシタの製造方法。
【請求項１４】
前記下部電極用薄膜のノードを分離させる段階では、全面エッチング又は化学機械的研磨を行うことを特徴とする請求項１１記載の半導体キャパシタの製造方法。
【請求項１５】
前記下部電極を有する半導体基板を洗浄する段階では、前記下部電極を有する半導体基板を前記溶液を収容したバスに浸漬することを特徴とする請求項１１記載の半導体キャパシタの製造方法。
【請求項１６】
前記バスに収容された溶液は、常温から前記溶液の沸点未満の温度間を維持することを特徴とする請求項１５記載の半導体キャパシタの製造方法。
【請求項１７】
前記水に対して表面張力が小さい溶液は、イソプロピルアルコール、エタノール、水で希釈したイソプロピルアルコール、及び水で希釈したエタノールからなる群から選択されるいずれか一つを含むことを特徴とする請求項１１記載の半導体キャパシタの製造方法。
【請求項１８】
前記下部電極を有する半導体基板を乾燥させる段階では、前記下部電極を有する半導体基板をイソプロピルアルコールを気化させて組成したイソプロピルアルコールの蒸気が充分に満たされたチャンバーに投入することを特徴とする請求項１１記載の半導体キャパシタの製造方法。
【請求項１９】
前記イソプロピルアルコールを２００〜２５０℃の温度で気化させることを特徴とする請求項１８記載の半導体キャパシタの製造方法。
【請求項２０】
前記下部電極を有する半導体基板を洗浄する段階の前に、
前記下部電極を有する半導体基板を水を使用して前洗浄する段階を更に含むことを特徴とする請求項１１記載の半導体キャパシタの製造方法。
【請求項２１】
前記下部電極を有する半導体基板を前洗浄する段階では、前記下部電極を有する半導体基板を下部から上部にオーバーフローする水を収容するバスに浸漬することを特徴とする請求項２０記載の半導体キャパシタの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体構造物の処理方法及び半導体キャパシタの製造方法に係り、より詳細には、シリンダータイプの下部電極等のような半導体構造物の表面を処理する方法、及びこれを利用して半導体キャパシタを製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、半導体装置のうち、ＤＲＡＭ装置は、単位セルとして一つのアクセストランジスタと一つの蓄積キャパシタを含む。そして、前記キャパシタは、集積度の増加が要求される最近の半導体装置に副うために、そのサイズをより減少させている。従って、縮小されたサイズでも高い蓄積容量を有するキャパシタを製造することが前記半導体装置の製造でより重要な問題として台頭している。
【０００３】
広く知られているように、前記キャパシタの蓄積容量は、下記数式（１）のとおりである。
【０００４】
Ｃ＝ε0εＡ／ｄ      （１）
前記ε0及びεのそれぞれは、真空中での誘電率及び誘電膜の誘電率を意味し、前記Ａは下部電極の有効面積を示し、前記ｄは誘電膜の厚さを意味する。
【０００５】
前記数式（１）を参照すると、前記半導体キャパシタの蓄積容量を向上させるための方法としては、下部電極の有効面積増加、誘電膜の厚さ減少、誘電膜として高誘電率物質の使用等を考慮することができる。特に、前記下部電極の有効面積を増加させるための方法として、最近では前記キャパシタの下部電極を、幅に対して非常に高い高さを有するシリンダータイプに形成している。
【０００６】
前記シリンダータイプの下部電極を有するキャパシタを製造する方法についての例は、特許文献１、特許文献２等に開示されている。
【０００７】
図１は、従来の方法によって製造された半導体キャパシタの下部電極を概略的に示す断面図である。
【０００８】
図１を参照すると、半導体基板１０上に、幅に対して高さが高い縦横比を有しながら、互いに隣接するように配置されるシリンダータイプの下部電極１６が形成されている。特に、前記半導体基板１０上には、コンタクトパッド１４を含む層間絶縁膜１２が形成されており、前記シリンダータイプの下部電極１６は、前記コンタクトパッド１４と連結される。
【０００９】
前記シリンダータイプの下部電極１６の製造では、主に開口部を有するモールド膜（図示せず）を使用する。具体的に、前記開口部を有するモールド膜を形成した後、前記開口部の底面と側壁及び前記モールド膜の上部表面上に下部電極用薄膜を連続的に形成する。そして、前記下部電極用薄膜のノードを分離させた後、前記モールド膜を除去する。これによって、前記ノードが分離された薄膜が前記シリンダータイプの下部電極１６に形成される。
【００１０】
ここで、前記モールド膜は主に酸化物を含むので、前記モールド膜の除去には主にＮＨ4Ｆ、ＨＦ、及び水を含むＬＡＬ溶液を使用する。そして、前記ＬＡＬ溶液を使用して前記モールド膜を除去した後に、水を使用して前記シリンダータイプの下部電極１６を有する結果物上に残留するＬＡＬ溶液を除去する工程と、前記シリンダータイプの下部電極１６を有する結果物を乾燥させて前記水を除去する工程を順次に行う。
【００１１】
しかし、前記ＬＡＬ溶液を除去した後に前記乾燥を行う時、図２に示すように、前記下部電極１６が曲がる状況がよく発生し、激しい場合には、隣接する下部電極１６が曲がって接触する２ビットフェイルのような不良が発生する。これは、前記ＬＡＬ溶液の除去で使用した水１８にその原因があると分析される。即ち、前記下部電極１６の間で接触した水１８に作用する表面張力が隣接する前記下部電極１６を互いに引きつけるためである。特に、前記水１８の表面張力は、約２０℃の温度で約７２．７５ｍＮ／ｍ（ｄｙｎｅ／ｃｍ）であって、相対的に大きいので、前記下部電極１６をより容易に引きつける。
【特許文献１】米国特許第６，７００，１５３号明細書
【特許文献２】米国特許第６，１７１，９０２号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明の一目的は、幅に対して高さが高い縦横比を有しながら、隣接するように配置されるパターンを含む半導体構造物を処理する時に作用する表面張力を充分に排除するための方法を提供することにある。
【００１３】
本発明の他の目的は、言及した方法を適切に適用したシリンダータイプの下部電極を含む半導体キャパシタを製造するための方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
前記一目的を達成するための本発明の半導体構造物の処理方法では、幅に対して高さが高い縦横比を有しながら、互いに隣接するように配置されるパターンを含む半導体構造物を洗浄する時、水に対して表面張力が小さい溶液を使用する。そして、イソプロピルアルコールの蒸気雰囲気で前記半導体構造物を乾燥させる。
【００１５】
前記他の目的を達成するための本発明の半導体キャパシタの製造方法では、半導体基板上に開口部を有するモールド膜を形成した後、前記開口部の側壁と底面、及び前記モールド膜の上部表面に下部電極用薄膜を連続的に形成する。そして、前記下部電極用薄膜が形成された結果物上に犠牲膜を形成した後、前記モールド膜の上部に形成された犠牲膜と下部電極用薄膜を順次に除去して、前記下部電極用薄膜のノードを分離させる。その後、前記半導体基板上に残留するモールド膜と犠牲膜を除去する。これによって、前記ノードが分離された下部電極用薄膜は、シリンダータイプの下部電極に形成される。その後、水に対して表面張力が小さい溶液を使用して、前記下部電極を有する半導体基板を洗浄した後、イソプロピルアルコールの蒸気雰囲気で、前記下部電極を有する半導体基板を乾燥させる。そして、前記下部電極上に誘電膜と上部電極を順次に形成する。
【００１６】
前述したように、前記シリンダータイプの下部電極のような大きい縦横比を有するパターンを含む半導体構造物を洗浄する時、水に対して表面張力が小さい溶液を使用する。従って、前記パターンの間に前記溶液が接触して表面張力が作用しても、前記パターンは殆ど曲がらない。
【００１７】
従って、本発明によると、大きい縦横比を有するパターンを含む半導体構造物を安定的に製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、添付図面を参照して本発明の好ましい実施例を詳細に説明する。しかし、本発明はここで説明される実施例に限定されることなく、他の形態に具体化されることもできる。ここで紹介される実施例は、開示された内容が徹底的で完全になるように、そして、当業者に本発明の思想が充分に伝達されるようにするために提供されるものである。図面において、薄膜及び領域の厚さは、明確性を付与するために誇張されたものである。又、薄膜が他の薄膜又は基板上にあると言及される場合、それは、他の薄膜又は基板上に直接形成してもよいし、又は、それらの間に第３薄膜が介在してもよい。
【００１９】
図３から図１１は、本発明の一実施例による半導体キャパシタを製造する方法を概略的に示す断面図である。
【００２０】
図３に示すように、素子分離工程を行って半導体基板３０に素子分離膜３２を形成する。本実施例では、前記素子分離膜３２として、フィールド酸化膜に対して集積度観点から有利なトレンチ素子分離膜を形成する。このように、素子分離膜３２を形成することにより、前記半導体基板３０はアクティブ領域とフィールド領域に限定される。
【００２１】
その後、前記半導体基板３０上に絶縁膜と導電膜を順次に形成する。ここで、前記絶縁膜は、酸化物、金属酸化物、金属酸窒化物等を含むことが好ましい。これは、単独に使用するか、２以上を混合して使用する。特に、前記金属酸化物は、薄い等価酸化膜厚さを有しながらも、漏洩電流特性が良好であるので、最近の半導体装置に主に適用されている傾向がある。従って、本実施例では、前記絶縁膜は金属酸化物を含み、原子層積層を行って形成する。そして、前記導電膜は、ポリシリコン、金属、金属窒化物、金属シリサイド等を含むことが好ましい。これらは、単独に使用するか、２つ以上を混合して使用する。特に、最近の半導体装置の製造では、効率的な電気的特性の確保のために、ゲート導電膜３６を多層構造に形成する傾向である。従って、本実施例では、前記導電膜を金属と金属窒化物を含む多層薄膜で形成する。
【００２２】
このように、前記絶縁膜と導電膜を順次に形成した後、パターニングを行う。その結果、前記半導体基板３０のアクティブ領域上には、ゲート絶縁膜３４とゲート導電膜３６を含むゲートパターン３８が形成される。前記パターニングでは、フォトレジストパターン、窒化物のハードマスク膜等をエッチングマスクとして使用するエッチング工程を行う。仮に、前記ハードマスク膜をエッチングマスクとして使用したパターニングを行う場合には、前記ゲートパターン３８は、前記ゲート導電膜３６上にハードマスク膜が形成された構造を有する。
【００２３】
その後、前記ゲートパターン３８をマスクとして使用するイオン注入を行う。これによって、前記ゲートパターン３８と隣接する半導体基板３０の表面から下に薄い接合領域が形成される。そして、前記ゲートパターン３８の両側壁に窒化物のスペーサ４０を形成する。前記スペーサ４０の形成では、主に積層と全面エッチングを行う。その後、前記ゲートパターン３８とスペーサ４０をマスクとして使用するイオン注入を行う。これによって、前記スペーサ４０と隣接する半導体基板３０の表面から下に深い接合領域が形成され、その結果、前記半導体基板には薄い接合領域と深い接合領域を有するＬＤＤ構造のソース／ドレイン４２が形成される。
【００２４】
本実施例では、ビットラインを形成する方法については、省略する。従って、前記ソース／ドレイン４２は、後述するキャパシタの下部電極と連結される領域に該当する。
【００２５】
図４に示すように、前記ゲートパターン３８を有する半導体基板３０上に層間絶縁膜４４を形成する。そして、前記層間絶縁膜４４をパターニングして前記ソース／ドレイン４２の表面を露出させる開口部４５を形成する。その後、前記開口部４５内にポリシリコン、金属等のような導電物を埋め立てさせて、後述するキャパシタの下部電極と連結されるコンタクトパッド４６を形成する。前記コンタクトパッド４６には、主に積層と平坦化を行う。前記平坦化の例としては、化学機械的研磨、全面エッチング等が挙げられる。
【００２６】
ここで、前記コンタクトパッド４６は、主に前記ゲートパターン３８の間に埋め立てられた第１プラグ及び前記第１プラグと連結される第２プラグを含むことが好ましい。
【００２７】
図５から図１０に示すように、前記半導体基板上部の前記コンタクトパッドと連結されるシリンダータイプの下部電極を形成する。
【００２８】
具体的には図５のように、前記コンタクトパッド４６を有する層間絶縁膜４４上にモールド膜４８ａを形成する。前記モールド膜４８ａは主に酸化物を含み、化学気相蒸着を行って形成する。特に、前記モールド膜４８ａの高さは、後述するキャパシタの下部電極の高さに基づく。例えば、下部電極を約１．６５μｍの高さを有するように形成する時、前記モールド膜４８ａは、約１．６５μｍの高さを有するように形成する。
【００２９】
その後、前記モールド膜４８ａを対象としてパターニングを行って、前記コンタクトパッド４６を露出させる開口部５０を形成する。具体的には、前記モールド膜４８ａ上にフォトレジスト膜（図示せず）を形成した後、フォトリソグラフィ工程を行って、前記フォトレジスト膜をフォトレジストパターンに形成する。この際、前記フォトレジストパターンによって露出される部位は、下部にコンタクトパッド４６が位置する部分である。その後、前記フォトレジストパターンをエッチングマスクとして使用するエッチングを行って、前記コンタクトパッド４６が露出されるまで、前記モールド膜４８ａを除去する。その結果、図６のように、前記半導体基板３０の上部に、前記コンタクトパッド４６を露出させる開口部５０を有するモールド膜４８が形成される。
【００３０】
その後、図７に示すように、前記開口部５０の側壁と底面及び前記モールド膜４８の上部表面に下部電極用薄膜５２を連続的に形成する。前記下部電極用薄膜５２は、主に、ポリシリコン、金属、金属窒化物等を含む。そして、最近では、前記下部電極用薄膜５２として、集積度観点からより有利な金属窒化物が主に選択されている。従って、本実施例では、前記下部電極用薄膜５２としてチタニウム窒化物を選択し、化学気相蒸着を行って形成する。従って、前記チタニウム窒化物の下部電極用薄膜５２は、約５５０℃以下の温度で、反応ガスとしてＴｉＣｌ4ガス、ＮＨ3ガス等を使用して形成することが好ましい。
【００３１】
これ以外にも、前記チタニウム窒化物の下部電極用薄膜５２は、原子層積層、スパッタリング等を行って形成することもできる。しかし、前記原子層積層の場合には、生産性側面で多少不利であり、前記スパッタリングの場合には、ステップカバレッジ側面で多少不利である。但し、前記下部電極用薄膜５２を薄い厚さに形成する場合には、前記化学気相蒸着の代わりに、原子層積層を行って形成しても良い。
【００３２】
その後、図８に示すように、前記下部電極用薄膜５２が形成された結果物上に犠牲膜５４を形成する。言及したように、前記結果物上に犠牲膜５４を形成すると、前記開口部５０内にも前記犠牲膜５４が充分に埋め立てられる。ここで、前記犠牲膜５４は、前記モールド膜４８と実質的に同じエッチング選択比を有する物質を含むことが好ましい。従って、本実施例での前記犠牲膜５４は酸化物を含む。又、前記犠牲膜５４は、後述する他の実施例のように、フォトレジスト組成物を含んでも良い。
【００３３】
このように、前記犠牲膜５４を形成した後、前記モールド膜４８の上部に形成された犠牲膜５４と下部電極用薄膜５２を順次に除去する。その結果、図９に示すように、前記半導体基板３０の上部には、ノードが分離された下部電極用薄膜５２ａが形成され、前記開口部５０内には犠牲膜５４ａが残留する。ここで、前記下部電極用薄膜５２のノード分離のための除去では、化学機械的研磨、全面エッチング等を行う。
【００３４】
その後、図１０に示すように、前記半導体基板３０上に残留するモールド膜４０と犠牲膜５４ａを除去する。その結果、前記半導体基板３０上には、前記コンタクトパッド４６と連結されるシリンダータイプの下部電極５６が形成される。即ち、前記ノードが分離された下部電極用薄膜５２ａが前記シリンダータイプの下部電極５６に形成される。従って、前記下部電極５６は、高い縦横比を有しながら、互いに隣接するように配置されるパターンを含む構造を有する。そして、最近の半導体装置の製造では、前記シリンダータイプの下部電極５６の縦横比を約８〜１２に調節している。実際に、前記下部電極５６の高さが約１．６５μｍである時、前記下部電極５６のパターン幅は、約０．２０μｍを有するように調節している。
【００３５】
ここで、前記モールド膜４８と犠牲膜５４ａは酸化物を含むので、主に、ＮＨ4Ｆ、ＨＦ、及び水を含むＬＡＬ溶液を使用して、前記モールド膜４８と犠牲膜５４ａを共に除去する。そして、前記ＬＡＬ溶液を使用した前記モールド膜４８と犠牲膜５４ａの除去では、主にバスを利用したディッピングを行う。
【００３６】
前述したように、前記ディッピング方式のＬＡＬ溶液を使用して前記モールド膜４８と犠牲膜５４ａを除去した後には、洗浄を行う。その理由は、前記ＬＡＬ溶液が前記モールド膜４８と犠牲膜５４ａが除去された下部電極５６を有する結果物に残留する場合、後続工程で悪い影響を及ぼすためである。
【００３７】
従って、本実施例では、水に対して表面張力が小さい溶液（以下、「洗浄溶液」と称する）を使用して、前記下部電極５６を有する結果物を洗浄する。前記洗浄溶液の例としては、イソプロピルアルコール、エタノール、水で希釈したイソプロピルアルコール、水で希釈したエタノール等が挙げられる。これらは、単独に使用してもよいし、２つ以上を混合して使用しても良い。
【００３８】
前記イソプロピルアルコールと前記エタノールのそれぞれの場合には、約２０℃の温度で約２２．３ｍＮ／ｍ（ｄｙｎｅ／ｃｍ）の表面張力を有する。従って、水の表面張力に対して前記イソプロピルアルコールと前記エタノールの表面張力は相対的に非常に小さい。従って、前記ＬＡＬ溶液を除去するための洗浄工程で前記下部電極５６の間に前記イソプロピルアルコール又は前記エタノールが接触しても、前記イソプロピルアルコールの表面張力又は前記エタノールの表面張力が小さいので、前記下部電極５６を互いに引きつけることができない。従って、本実施例では、前記洗浄によって前記下部電極５６が曲がり、激しい場合、前記下部電極５６が互いに接触する状況を充分に減少させることができる。
【００３９】
特に、前記洗浄において、前記イソプロピルアルコール又は前記エタノールを使用する場合には、前記ＬＡＬ溶液の除去のための効率が多少低下する場合がある。従って、本実施例では、前記水で希釈したイソプロピルアルコール又は前記水で希釈したエタノール等を使用する場合もある。
【００４０】
図１２は、図１０の下部電極の形成で洗浄を行う時に使用される、水で希釈したイソプロピルアルコールの表面張力の変化を示すグラフである。
【００４１】
図１２は、前記水で希釈したイソプロピルアルコールの表面張力の変化を示すもので、水にイソプロピルアルコールを約１０％のみ希釈しても、表面張力が水に対して約４４％減少することを確認できる。
【００４２】
従って、前記洗浄で前記水で希釈したイソプロピルアルコール又は前記水で希釈したエタノールを使用する場合には、表面張力の減少によって、前記下部電極５６が曲がる状況を充分に阻止することができ、水の含有によって前記ＬＡＬ溶液の除去のための効率を充分に確保することができる。
【００４３】
又、前記洗浄溶液を使用した洗浄では、主にディッピングタイプのバスを使用する。従って、前記洗浄溶液を収容したバスに前記下部電極を有する結果物を浸漬することにより前記洗浄が行われる。又、前記洗浄で前記洗浄溶液が沸点以上の温度を維持する場合には気化が行われるので、好ましくない。従って、本実施例での前記洗浄溶液は、常温から前記沸点未満の温度を維持することが好ましい。
【００４４】
言及したように、本実施例では、前記モールド膜４８と犠牲膜５４ａを除去した後、すぐ前記洗浄溶液を使用して洗浄する方法について説明している。
【００４５】
しかし、本実施例の他の方法として、水を使用して前洗浄を行った後、前記洗浄溶液を使用して洗浄する方法も可能である。このように、前記水を使用した前洗浄と前記洗浄溶液を使用した洗浄を行う場合には、前記ＬＡＬ溶液を除去するための洗浄効率をより向上させることができる。又、前記水を使用した前洗浄を行う場合、前記水の表面張力によって前記下部電極が曲がる状況が発生する可能性があるが、前記洗浄溶液を使用した洗浄をすぐ行うと、前記水が占める部位を前記洗浄溶液が代理するので、前記下部電極５６が曲がる状況を充分に減少させることができる。
【００４６】
特に、前記水を使用した前洗浄では、ＱＤＲ（Quick Dumped Rinse）タイプのバスを使用する。即ち、図１３に示すように、下部から上部にオーバーフローする水５１０を収容するバス５００を使用して前記前洗浄を行う。
【００４７】
そして、前記洗浄を行って前記ＬＡＬ溶液を充分に除去した後、乾燥を行う。これは、前記洗浄で使用した洗浄溶液が前記下部電極５６を有する結果物に残留する場合、後続工程で悪い影響を及ぼすためである。従って、本実施例では、前記下部電極５６を有する結果物に残留する前記洗浄溶液を除去するために前記乾燥を行う。
【００４８】
前記乾燥は、イソプロピルアルコールの蒸気雰囲気で行うことが好ましい。特に、前記イソプロピルアルコールの蒸気雰囲気は、イソプロピルアルコールを気化させて組成することが好ましい。従って、本実施例では、図１４に示すように、ヒーター６１０を使用してイソプロピルアルコールを気化させて組成したイソプロピルアルコールの蒸気が充分に満たされたチャンバー６００に前記洗浄が行われた結果物を投入する。そして、前記イソプロピルアルコールを気化させる温度が約２００℃未満であれば、所望する程度に気化が行われないので、好ましくなく、約２５０℃を超過すると、装置の取り扱いが容易ではないので、好ましくない。従って、前記イソプロピルアルコールの気化は、約２００℃〜２５０℃の温度で行うことが好ましい。
【００４９】
言及したように、前記イソプロピルアルコールの蒸気雰囲気で乾燥を行うと、前記下部電極５６を有する結果物に残留する前記洗浄溶液が前記イソプロピルアルコールの蒸気によって置換され、一定時間が経過すると、前記洗浄溶液が充分に除去される。
【００５０】
本実施例では、前記下部電極５６の形成でＬＡＬ溶液を使用して前記モールド膜４８と犠牲膜５４ａを除去し、前記洗浄溶液を使用した洗浄を行って前記ＬＡＬ溶液を除去し、前記イソプロピルアルコールの蒸気雰囲気で乾燥を行って、前記洗浄に使用した溶液を除去する。又、本実施例では、前記洗浄溶液を使用した洗浄を行う前に、水を使用した前洗浄を追加的に行う場合もある。しかし、本実施例では、従来とは異なり、前記下部電極５６が曲がり、その結果、隣接する下部電極５６が互いに接触する状況が殆ど発生しない。これは、前記洗浄で、充分に小さい表面張力が作用する洗浄溶液を使用するためである。
【００５１】
継続して、図１１に示すように、前記下部電極５６の形成のための洗浄及び乾燥を行った後、前記下部電極５６の表面に誘電膜５８を形成する。
【００５２】
具体的に、前記誘電膜５８は、酸化物−窒化物、酸化物−窒化物−酸化物、金属酸化物等を含む。しかし、最近では、等価酸化膜の厚さを充分に低下させながらも、良好な漏洩電流特性を有する金属酸化物を選択し、原子層積層を行って、前記誘電膜５８を形成する傾向である。
【００５３】
特に、前記誘電膜５８を形成するための原子層積層の遂行では、反応物質の提供→パージ→酸化剤の提供→パージの処理を順に少なくとも１回反復する。そうすると、前記下部電極５６の表面に金属酸化物の誘電膜５８が形成される。ここで、前記反応物質は、金属前駆体を含む物質として、ハフニウム前駆体を含む物質の場合には、ＴＥＭＡＨ（Tetrakis Ethyl Methyl Amino Hafnium、Ｈｆ［ＮＣ2Ｈ5ＣＨ3］4）、ハフニウムブチルオキサイド（Ｈｆ（Ｏ−ｔＢｕ）4）等を含み、アルミニウム前駆体を含む物質の場合には、ＴＭＡ（Trimethyl Aluminum、Ａｌ（ＣＨ3）3）等を含む。又、前記酸化剤は、Ｏ3、Ｏ2、Ｈ2Ｏ、プラズマＯ2、リモートプラズマＯ2等を含む。
【００５４】
例えば、前記誘電膜５８がハフニウム酸化物を含む場合には、前記ＴＥＭＡＨの提供→パージ→Ｏ3の提供→パージの処理を順に少なくとも１回反復する原子層積層を行う。
【００５５】
継続して、前記誘電膜５８を形成した後、前記誘電膜５８を有する結果物上に上部電極６０を形成する。前記下部電極と同様に、前記上部電極６０は、主に、ポリシリコン、金属、金属窒化物などを含む。そして、最近では、前記上部電極６０として集積度観点からより有利な金属窒化物が主に選択されている。従って、本実施例では、前記上部電極６０としてチタニウム窒化物を選択し、化学気相蒸着を行って形成する。従って、前記チタニウム窒化物の上部電極６０は、約５５０℃以下の温度で反応ガスとしてＴｉＣｌ4ガス、ＮＨ3ガス等を使用して形成することが好ましい。
【００５６】
このように、前記下部電極５６、誘電膜５８、及び上部電極６０を順次に形成することにより、前記半導体基板３０の上部にはキャパシタ６２が形成される。特に、前記キャパシタ６２は、シリンダータイプの下部電極５６を含むことにより、その蓄積容量を充分に確保することができる。
【００５７】
又、言及した実施例では、前記犠牲膜５４として前記モールド膜４８と同じエッチング選択比を有する物質を選択しているが、他の実施例としては前記犠牲膜がフォトレジスト組成物を含むこともできる。
【００５８】
前記犠牲膜としてフォトレジスト組成物を含む場合には、前記フォトレジスト組成物の犠牲膜を形成した後、図９で説明した方法と同じ方法を行って前記下部電極用薄膜のノードを分離させる。そして、酸素プラズマ等を使用するアッシング工程を行って、前記半導体基板の上部に残留する犠牲膜を除去する。その後、図１０で説明した方法と同じ方法を行って前記モールド膜を除去する。そして、言及した本実施例での洗浄と乾燥を行う。
（産業上の利用可能性）
【００５９】
本発明では、シリンダータイプの下部電極の形成で、水に対して表面張力が小さい溶液を使用して洗浄を行う。従って、前記洗浄を行っても、下部電極が曲がるか、隣接する下部電極が互いに接触する状況を充分に減少させることができる。
【００６０】
従って、本発明は、最近の、高い蓄積容量の要求によってデザインされるシリンダータイプの下部電極を有するキャパシタを安定的に形成することができる。
【００６１】
以上、本発明の実施例によって詳細に説明したが、本発明はこれに限定されず、本発明が属する技術分野において通常の知識を有するものであれば本発明の思想と精神を離れることなく、本発明を修正または変更できる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】従来の方法によって製造された半導体キャパシタの下部電極を示す模式図である。
【図２】図１のII部分を拡大した模式図である。
【図３】本発明の一実施例による半導体キャパシタを製造する方法を概略的に示す断面図である。
【図４】本発明の一実施例による半導体キャパシタを製造する方法を概略的に示す断面図である。
【図５】本発明の一実施例による半導体キャパシタを製造する方法を概略的に示す断面図である。
【図６】本発明の一実施例による半導体キャパシタを製造する方法を概略的に示す断面図である。
【図７】本発明の一実施例による半導体キャパシタを製造する方法を概略的に示す断面図である。
【図８】本発明の一実施例による半導体キャパシタを製造する方法を概略的に示す断面図である。
【図９】本発明の一実施例による半導体キャパシタを製造する方法を概略的に示す断面図である。
【図１０】本発明の一実施例による半導体キャパシタを製造する方法を概略的に示す断面図である。
【図１１】本発明の一実施例による半導体キャパシタを製造する方法を概略的に示す断面図である。
【図１２】本発明の一実施例による半導体キャパシタの製造方法の下部電極の形成において、洗浄を行う時に使用する、水で希釈したイソプロピルアルコールの表面張力の変化を示すグラフである。
【図１３】本発明の一実施例による半導体キャパシタの製造方法の下部電極の形成において、前洗浄を行う時に使用するバスを概略的に示す模式図である。
【図１４】本発明の一実施例による半導体キャパシタの製造方法の下部電極の形成において、イソプロピルアルコールの蒸気雰囲気で乾燥を行う時に使用する装置を概略的に示す模式図である。
【符号の説明】
【００６３】
３０  半導体基板、３２  素子分離膜、３４  ゲート絶縁膜、３６  ゲート導電膜、３８  ゲートパターン、４０  スペーサ、４２  ソース／ドレイン、４４  層間絶縁膜、４６  コンタクトパッド、４８  モールド膜、５２  下部電極用薄膜、５４  犠牲膜、５６  下部電極、５８  誘電膜、６０  上部電極
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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